Giải mã viên kim cương siêu hiếm rơi xuống Trái đất từ 4,5 tỉ năm trước
Khoa học - công nghệ - Ngày đăng : 20:53, 13/09/2022
Nhóm nghiên cứu với các nhà khoa học từ Đại học Monash (Úc), Đại học RMIT (Úc), Tổ chức Khoa học và nghiên cứu công nghiệp Khối thịnh vượng chung (CSIRO), Cơ sở bức xạ Synchrotron (Úc) và Đại học Plymouth (Anh) đã tìm thấy bằng chứng về cách thức lonsdaleite hình thành trong các thiên thạch Ureilite - một loại thiên thạch hiếm (mảnh của một hành tinh "lùn" đã bị tàn phá, vỡ ra), chỉ chiếm 0,6% tổng số các thiên thạch rơi xuống Trái đất được ghi nhận đến nay. Ureilite được đặt theo tên làng Urey, ở Cộng hòa Mordovia (Nga), nơi đầu tiên phát hiện thiên thạch này vào năm 1886.
Giống như than chì, than củi và kim cương, lonsdaleite là một dạng cấu trúc đặc biệt của carbon. Trong khi các nguyên tử carbon của kim cương được sắp xếp theo hình khối thì các nguyên tử carbon trong lonsdaleite được sắp xếp theo hình lục giác, vì vậy lonsdaleite đôi khi được gọi là kim cương lục giác.
Lonsdaleite được giới khoa học quan tâm vì vật liệu này về mặt lý thuyết có thể còn cứng hơn cả kim cương thông thường, có thể tạo ra vật liệu siêu cứng áp dụng hiệu quả trong công nghiệp. Ví dụ, kim cương thông thường đã được sử dụng trong các lưỡi cưa cao cấp. Tuy nhiên, lonsdaleite rất quý hiếm - chỉ vài mẫu vật nhỏ, mảnh như tóc người được tìm thấy.
Theo nhà địa chất học Andy Tomkins từ Đại học Monash (Úc) – người dẫn đầu nghiên cứu được công bố hôm 12.9 trên tạp chí khoa học đa ngành PNAS của Mỹ, lonsdaleite có thể ứng dụng trong chế tác các bộ phận máy móc cực nhỏ, siêu cứng để thay các bộ phận than chì trong các loại máy móc hiện đại nhất.
“Tới một thời điểm nào đó, người ta có thể cầu hôn bằng chiếc nhẫn đính viên kim cương siêu hiếm từ vũ trụ này”, Tomkins nói.
Lonsdaleite được phát hiện lần đầu tiên vào năm 1967 trong thiên thạch Canyon Diablo và được đặt theo tên nhà tinh thể học người Anh Dame Kathleen Lonsdale. Thiên thạch Diablo Canyon rơi xuống Trái đất khoảng 50.000 năm trước và được tìm thấy vào năm 1891 tại bang Arizona của Mỹ.
“Thật sự rất thú vị vì có một số người trong lĩnh vực này nghi ngờ liệu vật liệu này có tồn tại hay không”, Alan Salek, nghiên cứu sinh tiến sĩ Vật lý tại Đại học RMIT (Úc), một thành viên của nhóm nghiên cứu, nói nói với New Scientist.
Dựa trên phân tích của nhóm, các nhà khoa học cho rằng lonsdaleite được hình thành trong một vụ va chạm vũ trụ năng lượng cao xảy ra hơn 4,5 tỉ năm trước — có lẽ liên quan đến một hành tinh lùn hoặc một tiểu hành tinh rất lớn.
"Có bằng chứng mạnh mẽ cho thấy quá trình hình thành lonsdaleite diễn ra khi hai hành tinh va chạm thảm khốc… Nghiên cứu này chứng minh một cách rõ ràng lonsdaleite tồn tại trong tự nhiên. Chúng tôi cũng đã phát hiện những tinh thể lonsdaleite lớn nhất từ trước đến nay, có kích thước lên đến một micromet - mỏng hơn rất nhiều so với sợi tóc của con người", Dougal McCulloch, nhà khoa học tại Đại học RMIT Úc, thành viên nhóm nghiên cứu, cho biết.
Nick Wilson, một thành viên khác của nhóm nghiên cứu cũng đã phát hiện ra lonsdaleite trong các mẫu thiên thạch thu thập ở châu Phi, cho biết phát hiện mới có thể cho phép các nhà nghiên cứu điều chỉnh các quy trình sản xuất kim cương hiện có để sản xuất lonsdaleite thay thế.
"Vì vậy, thiên nhiên dường như đã cho chúng ta manh mối về cách tạo ra các bộ phận máy siêu nhỏ nhưng siêu cứng. Nếu chúng ta có thể tìm ra cách để tái tạo lonsdaleite trong các thiên thạch, chúng ta có thể chế tạo các bộ phận máy móc này bằng cách thay thế than chì bằng lonsdaleite”, Wilson nói.